Anfangsverformungs- und Alterungsverhalten von Dual-Phasen Stahl

[MPa]
500
450
400
350
300
250
200
150
100
15% Martensit
50
10% Martensit
5% Martensit
0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
[%]
3.5 4.0 4.5 5.0
R p0.2% [MPa]
300
280
260
240
220
200
180
160
4 6 8 10 12 14 16
Volumenanteil Martensit [%]
(a)
(b)
Bild 3.17: Ergebnisse von berechneten Zugversuchen an Einheitszellen mit unterschiedlichem
Martensitgehalt nach dem Abkühlprozess: (a) Spannungs-Dehnungsdiagramme und
(b) 0,2%-Dehngrenze in Abhängigkeit des Volumenanteils Martensit.
mit 10 % Volumenanteil Martensit dargestellt. An dieser Einheitszelle wird die lokale Belastungsgeschichte
an jeweils einem der vier Integrationspunkte von fünf Elementen a bis e
während eines globalen Zugversuchs in 1-Richtung untersucht. Drei der Integrationspunkte
liegen in Elementen der Matrix an der Phasengrenze (a bis c), die anderen zwei Integrationspunkte
(in den Elementen d und e) liegen weiter entfernt von der Inklusion.
Das Element a liegt in Zugrichtung mit der Inklusion, bei Belastungsbeginn wird die anfängliche
Druckspannung in 1-Richtung abgebaut, das Element nimmt sehr spät an der plastischen
Verformung teil, siehe Bild 3.20. Ganz anders stellt sich die Situation bei Element c dar: Im
simulierten Gitter liegt es in 3-Richtung zwischen zwei Inklusionen quer zur Zugrichtung.
Nach dem Abkühlprozess herrscht Druck in 3-Richtung (σ 33 < 0), in Richtung des nächsten
Nachbars. Bei Aufbringen der Zuglast in 1-Richtung steigt die Spannung σ 11 , das Element
wird sofort plastisch verformt, da die Druckspannung quer zur Zugrichtung (σ 33 ) so groß
ist, dass die von Mises Plastizitätsgrenze unmittelbar erreicht wird. Wegen der Lage des
Elements wird diese Druckspannung auch nicht im Laufe der Belastung völlig abgebaut.
Aufgrund der sehr unterschiedlichen Eigenspannungszustände und Verformungsgeschichten
der Elemente einerseits und der verschiedenen Lagen relativ zur Inklusion und zur globalen
Belastung andererseits beginnt die plastische Verformung in den Elementen bei unterschiedlichen
globalen Dehnungen. Bei allen Elementen setzt jedoch unabhängig vom Vordehnungsund
Eigenspannungszustand spätestens bei etwa 0,3 % Dehnung, was etwa 0,2 % plastischer
Dehnung am Gesamtmodell entspricht, die plastische Verformung ein, d. h. bereits an dieser
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